資興高速公路邊坡滑塌治理措施分析

高 龍

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，陜西 西安 710043)

0 引言

資興高速公路路線呈南北走向，起點是廣西壯族自治區資源縣梅溪鄉螞蝗沖，終點是興安縣嚴關鎮塘堡，全長83 km。路線經過地區主要為山地地貌，以低山為主，越城嶺、貓兒山是區域內最重要山脈。區域內主要的山脈長達40 km以上。路線依次經過低山區、資江河谷區、黃柏江峽谷區、清水河峽谷區及丘陵區。路線主要沿資-新斷陷帶走行，受構造影響，沿線的花崗巖體普遍具碎裂結構及硅化現象，斷層構造單面山在區域內線性展布。由于資-新斷裂帶走向基本與路線平行，路線所經過斷裂帶的破碎帶給工程造成一定影響。受區域內地層巖性、構造、地形、氣象和水文多種條件的共同作用，在施工過程中出現多處邊坡滑塌。

文章針對不同的情況對所有邊坡滑塌治理進行分類，并針對不同類型有代表性的邊坡滑塌進行治理。

1 K0+570～K0+650段右側邊坡

1.1 地質概況

根據施工現場開挖后工程地質調查，工程范圍地層及其主要工程地質特征如下：

邊坡地層主要為第四系坡積粉質黏土，石炭系砂巖、頁巖；石炭系砂巖與頁巖為互層狀，在工點處表現為，上部約3.3 m石炭系全風化砂巖；下伏石炭系強風化頁巖，約6.4 m；最后為石炭系強風化砂巖。其主要工程地質特征為：

(1)第四系坡積粉質黏土主要分布于山坡表層，厚約4 m，褐黃色，以黏粒為主，土質不均勻，約含10%的礫石，局部夾塊石土，硬塑。

(2)石炭系全風化砂巖：青灰色，原巖結構基本破壞，巖石風化呈砂土狀，局部夾強風化巖塊。

(3)石炭系強風化頁巖：灰黑色，成分以黏土礦物為主，泥質結構，頁狀構造，頁理發育，輕微污手，強風化，巖體較破碎。

(4)石炭系強風化砂巖：灰黑色，細粒結構，層狀構造，泥質膠結，巖體較破碎。

1.2 原設計概況

K0+570～K0+650右側為一般挖方，設計為3級邊坡，邊坡最大高度26.3 m。各級之間設置2.0 m寬向外傾斜4%的邊坡平臺，平臺上設置平臺截水溝。

第一級邊坡高度10 m，設計坡率1∶1.0，防護采用掛雙網噴有機基材。

第二級邊坡高度10 m，設計坡率1∶1.0，防護采用掛雙網噴有機基材。

第三級邊坡高度5 m，設計坡率1∶1.0，防護采用掛雙網噴有機基材。

1.3 變更原因

由于炭質頁巖遇雨水極速軟化，致使邊坡下部強風化砂巖沿層面發生開裂并導致垮塌，進而引起邊坡上部風化地層及坡積層垮塌。

1.4 變更設計概況

對滑塌體進行清方，加大碎落臺寬度至4 m，第一～三級邊坡坡率由1∶1.0變更為1∶1.25，第一～二級邊坡坡面防護由掛雙網噴有機基材變更為拱形骨架護坡，第三邊坡坡面防護由掛雙網噴有機基材變更為掛三維網噴播植草。

2 K4+400～K4+570段左側邊坡

2.1 地質概況

根據施工現場開挖后工程地質調查，工程范圍地層為第四系坡積粉質黏土、白堊系礫巖、石炭系頁巖、震旦系硅質巖。其主要工程地質特征如下：

(1)第四系全新統坡積粉質黏土：厚約6～12 m，褐黃色，以黏粒為主，土質不均勻，約含10%的礫石，局部夾塊石土，軟塑～硬塑。

(2)白堊系全風化礫巖：厚約10 m，土黃色，原巖結構基本破壞，巖石風化呈砂土狀，局部夾強風化巖塊。

(3)白堊系強風化礫巖：厚約5～9 m，土黃色、黃褐色，層狀結構，塊狀構造，巖石呈碎塊狀。

(4)石炭系強風化炭質頁巖：厚約5～10 m，下伏于粉質黏土，與礫巖呈斷層接觸。灰黑色、灰白色，薄層狀結構，局部有石英巖脈填充，巖體較破碎，巖質較軟。遇水易軟化成泥土狀，強風化。

(5)石炭系中風化炭質頁巖：厚約3～6 m，灰黑色，成分以粘土礦物為主，泥炭質結構，頁狀構造，頁理發育，污手，巖體較完整，遇水易軟化成泥土狀，中風化。

(6)硅質巖：下伏于第四系粉質黏土，與白堊系礫巖及石炭系頁巖呈斷層接觸。灰白色，隱晶質結構，塊狀構造，巖質堅硬，錘擊聲脆，受構造影響，節理裂隙不發育，巖體完整，主結構面產狀310°∠30°，中風化。

工點位于區域性大斷裂—資新斷裂帶內，斷層面產狀310°∠30°。受斷裂構造影響，巖體較破碎，節理產狀紊亂。

2.2 原設計概況

(1)K4+400～K4+516段線路左側為一般挖方路基，設計為3級邊坡，各級之間設置2.0 m寬向外傾斜4%的邊坡平臺，平臺上設置平臺截水溝。邊坡最大高度為28.1 m。

第一級邊坡高度10 m，設計坡率1∶1.0，防護采用0.2×0.2 m錨桿框架+框架內掛網噴有機基材，第一排錨桿采用1φ18，錨桿長度為4.0 m，第二、三排錨桿采用1φ25，錨桿長度分別為6 m、8 m。

第二級邊坡高度10 m，設計坡率1∶1.0，防護采用掛雙網噴有機基材。

第三級邊坡最大高度8.1 m，設計坡率1∶1.0，防護采用掛雙網噴有機基材。

(2)K4+516～K4+556段線路左側為一般挖方路基，沿硅質巖層理面刷方，設計坡率1∶1.56，邊坡最大高度25.1 m，無防護。

(3)K4+556～K4+570段線路左側為一般挖方路基，邊坡最大高度7.3 m，設計坡率1∶1.0，防護采用三維網噴播植草防護。

2.3 變更原因

路基邊坡開挖后，由于受長期降水的作用，頂部粉質黏土層土體含水量飽和，出露的炭質頁巖遇雨水后極速軟化，致使邊坡巖體力學性質持續降低，導致邊坡一次次開裂變形、失穩垮塌。

2.4 變更設計概況

在K4+400～K4+570段路線左側增設重力式路塹擋土墻，K4+400～K4+470段擋土墻墻頂放緩邊坡坡率，采用邊坡滲溝+拱形骨架護坡防護。K4+470～K4+570段路線左側擋土墻墻頂邊坡沿硅質巖面刷坡，采用獨立墩錨索加固硅質巖邊坡。

3 YK10+273.706～YK10+288.562段右側邊坡

3.1 地質概況

根據施工現場開挖后工程地質調查，邊坡地層主要為強風化-中風化白堊系礫巖。棕紅色，礫石成份以砂巖、花崗巖為主，大部分呈尖棱狀，部分為渾圓狀，分選性差，排列雜亂，粒徑以2～20 mm為主，最大可達50 mm，礫狀結構，巨厚層狀構造，泥質膠結為主。現場中風化白堊系礫巖沿節理面剝落，導致上覆部分強風化層礫巖崩塌。

3.2 原設計概況

YK10+173～YK10+323右側深挖方設計為5級邊坡，各級之間設置2.0 m寬向外傾斜4%的邊坡平臺，平臺上設置平臺截水溝，邊坡最大高度42.7 m。

第一級邊坡高度10 m，設計坡率1∶0.75，防護采用0.2×0.2 m錨桿框架+框架內掛網噴有機基材，錨桿采用一排φ18錨桿長度為4 m，兩排φ25錨桿長度分別為6 m、6 m。

第二級邊坡高度10 m，設計坡率1∶0.75，防護采用0.4×0.3 m錨桿框架+框架內掛網噴有機基材，錨桿采用一排φ25錨桿長度為4 m，兩排3φ18錨桿長度分別為6 m、8 m。

第三級邊坡高度10 m，設計坡率1∶1，防護采用掛雙網噴有機基材。

第四級邊坡高度10 m，設計坡率1∶1，防護采用掛雙網噴有機基材。

第五級邊坡高度2.7 m，設計坡率1∶1，防護采用掛雙網噴有機基材。

3.3 變更原因

路基邊坡節理發育受山體卸荷與雨水浸泡作用，導致中風化礫巖沿節理面發生剝落，進而導致上部的強風化層、全風化層礫巖及上覆第四系坡積層發生坍塌。

3.4 變更設計概況

將YK10+273.706～YK10+288.562右側第一級崩塌體清除，直至穩定巖層；第二～五級邊坡坡率和防護維持原設計；第一級邊坡坡腳設置一道C30鋼筋混凝土地梁，第一級邊坡坡面設置錨桿支撐肋墻、錨桿支撐肋墻間采用拱形骨架護坡進行防護(如圖1所示)。

圖1 YK10+273.706～YK10+288.562右側深挖路基崩塌處理立面設計圖

4 K63+610～K63+675.2段左側邊坡

4.1 地質概況

根據施工現場開挖后工程地質調查，工程范圍地層主要為第四系坡積層、寒武系邊溪組砂巖夾頁巖、F/3斷層壓碎巖。其主要工程地質特征如下：

(1)第四系坡積層

①粉質黏土：黃褐色、棕紅色，黏粒為主，土質不均，含碎石約10%，軟塑～硬塑。揭示厚度2～14 m。

②碎石：廣泛分布于地表，灰黃色，厚度1～6 m，棱角狀，粒徑>60 mm約占55%，20～60 mm約占20%，余為雜砂、黏性土充填，中密～密實，潮濕。

(2)寒武系邊溪組：砂巖夾頁巖

砂巖，青灰色～灰白色，巖質較硬，粉砂質結構，中厚層狀；頁巖，灰色～黑色，巖質較軟～極軟，局部夾炭質板巖，泥炭質結構，葉片狀構造。巖體受構造影響較重，揉皺現象較發育。主要發育兩組節理：J1：270°∠49°，間距0.5～2 m，延伸1～2 m，密閉，無充填；J2：130°∠90°，間距1.5 m，延伸0.5～1 m，密閉，無充填。

①全風化砂巖夾頁巖：灰色、灰黑色，厚度8～15 m，巖質極軟～軟，巖體極破碎，呈角礫、泥土狀。

②強風化砂巖夾頁巖：灰色、灰黑色，厚度5～13 m，巖質較軟，巖體破碎，呈角礫夾泥土狀。

③中風化砂巖夾頁巖：灰色、灰綠色，巖質較軟，巖體較破碎，呈碎塊、短柱狀。

(3)斷層壓碎巖

斷層壓碎巖：為F/3斷層帶主要物質，灰黑色～黑色，原巖為砂巖、頁巖，局部具硅化現象，碎石、角礫狀散體結構，夾泥，巖體極易破碎。

4.2 原設計概況

K63+610～K63+675.2段左側深挖方設計為8級邊坡，各級之間設置2.0 m寬向外傾斜4%的邊坡平臺，平臺上設置平臺截水溝，第三級邊坡頂部設置6 m寬邊坡平臺，第五級邊坡頂部設置20 m寬邊坡平臺。邊坡最大高度80.65 m。

第一級邊坡高度10 m，設計坡率1∶1，防護采用0.4×0.3 m錨桿框架+框架內掛網噴有機基材，錨桿采用3φ18，三排錨桿長度分別為6 m、8 m、10 m。

第二級邊坡高度10 m，設計坡率1∶1，防護采用0.4×0.3 m錨桿框架+框架內掛網噴有機基材，錨桿采用3φ18，三排錨桿長度分別為16 m、16 m、16 m。

第三級邊坡高度10 m，設計坡率1∶1，防護采用0.4×0.3 m錨桿框架+框架內掛網噴有機基材，錨桿采用3φ18，三排錨桿長度分別為16 m、16 m、16 m。

第四級邊坡高度10 m，設計坡率1∶1，防護采用0.4×0.3 m錨桿框架+框架內掛網噴有機基材，錨桿采用3φ18，三排錨桿長度分別為6 m、8 m、10 m。

第五級邊坡高度10 m，設計坡率1∶1，防護采用掛雙網噴有機基材。

第六級邊坡高度10 m，設計坡率1∶1.25，防護采用掛雙網噴有機基材。

第七級邊坡高度10 m，設計坡率1∶1.25，防護采用掛雙網噴有機基材。

第八級邊坡高度10.65 m，設計坡率1∶1.25，防護采用掛雙網噴有機基材。

4.3 變更原因

坡面為砂巖夾頁巖風化層，較散碎，其上覆的斷層壓碎巖受斷層影響本身極為破碎，節理極發育，由于暴雨等原因，造成斷層壓碎巖沿巖層接觸面剝落而導致滑塌。

4.4 變更設計概況

對滑塌體進行清方，路塹坡腳設置路塹擋土墻，清方后對砂巖夾頁巖段范圍(K63+617～K63+636段)仍按施工圖設計采用錨桿框架防護，對斷層壓碎巖范圍(K63+636～K63+668段)，為了封閉壓碎巖，防止壓碎巖遇水滑塌，采用M7.5漿砌片石護面墻防護(如圖2所示)。

圖2 YK63+610～YK63+675.2左側深挖路基立面圖

5 結語

資興高速公路邊坡滑塌主要原因為：炭質頁巖遇水自重增加極速軟化滑塌，連續降雨或暴雨工況下巖體節理面或層理面因積水產生靜水壓力導致巖體剝落。邊坡滑塌現象在雨季表現得非常明顯，因此在邊坡開挖過程中永久和臨時的排水措施必須要引起重視。嚴格按照科學的工序施工，加強施工建設管理，做好邊坡開挖后的位移觀測。當邊坡滑塌發生后，根據現場的地形地貌、地質條件、性質、成因類型、規模等，分析評價邊坡滑塌的穩定狀況、發展趨勢和對工程的危害程度，選擇最經濟合理的治理措施，保證工程的安全使用。